Flüssigkeitstemperaturkontrolle in der Bauindustrie
Fortschrittliche Thermoregulierung für die Prüfung von Beton und Zement, um optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.
18.06.2025
In der Bauindustrie bilden Materialien wie Zement und Beton das Rückgrat der weltweiten Infrastruktur. Doch hinter jeder Brücke, jedem Tunnel und jedem Hochhaus verbirgt sich ein unsichtbarer Faktor, der die Leistung und Haltbarkeit entscheidend beeinflusst: die Temperatur.
Angefangen bei den chemischen Reaktionen während der Zementhydratation bis hin zu den extremen Bedingungen bei Frost-Tau-Tests ist eine präzise Temperierung für die Simulation realer Umgebungen in Forschung und Entwicklung unerlässlich. Sie sorgt dafür, dass Materialien strenge Sicherheitsstandards erfüllen, sich an wechselnde Klimabedingungen anpassen und nachhaltige Innovationen unterstützen.
Dieser Artikel beleuchtet die zentrale Rolle der Temperaturkontrolle in der Forschung und Entwicklung im Bauwesen und stellt JULABO Lösungen vor, die auf die anspruchsvollsten Anwendungen der Branche zugeschnitten sind.
Das am häufigsten verwendete Material im Bauwesen ist Zement, der zusammen mit Steinen und anderen Zuschlagstoffen zu Beton verarbeitet wird. Weltweit werden jährlich etwa 4.000 Megatonnen dieses Materials hergestellt. Nur Wasser wird von der Menschheit in größeren Mengen verbraucht.
Um den Prozess der Zementbildung vollständig zu verstehen, ist jedoch noch Forschung erforderlich. Vereinfacht gesagt, entsteht Zement durch Erhitzen von Kalziumkarbonaten (Kalkstein), die oft mit Ton vermischt sind, um Kalziumoxide (Kalk) zu erzeugen, die zusammen mit Siliziumoxiden Di- und Trikalziumsilikate bilden.
Beim Erhitzen auf 1450 °C - und manchmal kurzzeitig auf 1800 °C - setzen die Karbonate CO₂ frei, das erheblich zum Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre beiträgt - ein Faktor, den wir jetzt begrenzen und reduzieren wollen. Bei der Herstellung von 1.000 kg Portlandzement (einem hydraulischen Zement) werden beispielsweise rund 900 kg CO₂ freigesetzt. [1]
Beim Binde- und Erhärtungsprozess wird Wasser benötigt, um Kalziumsilikathydrate zu bilden, die dem Beton die immense Festigkeit verleihen, die für Brücken, Gebäude und vieles mehr benötigt wird. Dieser als Hydratation bezeichnete Prozess ist exotherm und erfordert eine präzise Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle.
Im Jahr 2023 wurde auf der COP28 (Klimakonferenz der Vereinten Nationen) in Dubai das Ziel festgelegt, bis 2030 eine emissionsfreie Zementproduktion zu erreichen - eine gewaltige Aufgabe. Dies ist einer der Gründe, warum die Forschung und Entwicklung in der Zementindustrie floriert und warum leistungsstarke Temperiergeräte unerlässlich sind.
Temperierung - der Wendepunkt im Bauwesen
Die Temperaturkontrolle ist ein entscheidender Faktor in der Bauindustrie, insbesondere in der Forschung und Entwicklung (F&E) von Materialien wie Beton, Zement und Verbundwerkstoffen. JULABO Thermostate bieten ein präzises Wärmemanagement, um reale Bedingungen zu simulieren und sicherzustellen, dass die Materialien die Leistungs- und Haltbarkeitsstandards erfüllen. Im Folgenden gehen wir auf spezifische Anwendungen ein und empfehlen JULABO Modelle, die auf diese Aufgaben zugeschnitten sind.
Die richtige Aushärtung von Beton ist entscheidend für die gewünschte Festigkeit und Langlebigkeit. Temperierbäder simulieren die Aushärtungsbedingungen für beschleunigte oder reale Testszenarien.
Empfohlene Modelle:
CORIO C Heiz-Kälte-Umwälzthermostate: Ideal zur präzisen Temperaturregelung bis +150 °C – optimal geeignet für Aushärtungsstudien an kleineren Proben.
VALEGRO 350 bzw. 500 mit natürlichen Kältemitteln: Hervorragend geeignet zur konstanten Temperierung während der Aushärtung von Betonprobekörpern oder -balken für Festigkeitsprüfungen – auch für Frühzeit-Tests nach 3, 7 oder 14 Tagen. Temperaturbereich: –20 °C bis +40 °C.
MAGIO MS 1000FF Ultra-Tieftemperatur-Umwälzthermostate: Zur Simulation von Frost-Tau-Wechseln im Bereich von –90 °C bis +100 °C. Diese MAGIO-Variante arbeitet mit R290 – einem natürlichen Kältemittel mit einem sehr niedrigen Treibhauspotenzial (GWP 2).
Das zyklische Einfrieren und Auftauen von Beton oder Straßenbaumaterialien dient der Bewertung ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Rissbildung und Materialabbau.
Empfohlene Modelle:
MAGIO MS 1000FF Ultra-Tieftemperatur-Umwälzthermostate: Temperaturbereich –90 °C bis +100 °C – ideal für extreme Frost-Tau-Simulationen. Die integrierte Wärmepumpentechnologie ermöglicht präzise Temperaturwechsel.
DYNEO DD Kälte-/Heiz-Umwälzthermostate: Temperaturbereich –50 °C bis +200 °C – eine vielseitige Lösung für Frost-Tau-Tests unter unterschiedlichsten Bedingungen.
VALEGRO 350 bzw. 500 Umlaufkühler mit natürlichen Kältemitteln: Temperaturbereich –20 °C bis +40 °C – ideal für Langzeituntersuchungen zur Dauerhaftigkeit unter Frost-Tau-Belastung.
Baumaterialien wie Zementverbundstoffe werden unter kontrollierten Erwärmungsbedingungen auf ihre Wärmeausdehnung getestet, um ihr Verhalten bei Temperaturschwankungen zu beurteilen.
Empfohlene Modelle:
MAGIO Heiz-Umwälzthermostate: Bieten präzise Temperaturregelung bis +200 °C – ideal für Hochtemperaturprüfungen an Materialien.
PRESTO W50: Für schnelle Aufheizraten und anspruchsvolle Hochtemperatur-Belastungstests bis +250 °C.
Chemische Zusatzmittel im Beton erfordern während der Forschung und Entwicklung eine präzise Temperaturregelung, um ihre optimale Wirkung sicherzustellen.
Empfohlene Modelle:
CORIO CD Offene Heizbad-Umwälzthermostate: Diese Modelle ermöglichen interne Tests mit transparentem Badgefäß – ideal zur direkten Beobachtung chemischer Reaktionen.
PRESTO A45 Temperiersystem: Bietet hohe Temperaturstabilität für empfindliche chemische Versuche im Bereich von –45 °C bis +250 °C.
Die Prüfung von Dämmstoffen umfasst die Bewertung ihrer thermischen Eigenschaften durch kontrollierte Heiz- und Kühlzyklen.
Empfohlene Modelle:
DYNEO DD Kälte-/Heiz-Umwälzthermostate: Flexibel einsetzbar für Heiz- und Kühlanwendungen im Temperaturbereich von –50 °C bis +200 °C.
MAGIO MS Kälte-/Heiz-Umwälzthermostate: Mit erhöhter Pumpenleistung – ideal für externe Applikationen mit besonders präzisen Anforderungen an die Temperaturregelung.
Eine präzise Temperaturregelung ist entscheidend, um die Hydratationswärme und deren Einfluss auf die Eigenschaften von Frischbeton in der Frühphase zu analysieren.
Empfohlene Modelle:
VALEGRO 350 bzw. 500 Umlaufkühler mit natürlichen Kältemitteln: Temperaturbereich –20 °C bis +40 °C – ideal für Hydratationsstudien unter kontrollierten Bedingungen.
Eine konstante Temperierung von Frischbeton während der Luftgehaltsbestimmung ist entscheidend für verlässliche Ergebnisse unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen.
Empfohlenes Modell:
VALEGRO 350 bzw. 500 Umlaufkühler mit natürlichen Kältemitteln: Temperaturbereich –20 °C bis +40 °C – optimal zur Temperaturstabilisierung bei Luftgehaltsprüfungen.
JULABO Modellmerkmale für Forschung und Entwicklung im Bauwesen
Anwendungen
| Modell | Temp. Bereich (°C) | Eigenschaften | Geeigneter Verwendungszweck |
| CORIO CD Serie | +20 bis +150 | Kompaktes Design, benutzerfreundliche Oberfläche, stabile Temperaturregelung | Betonhärtung, Zusatzmittelstudien |
| VALEGRO 350 & VALEGRO 500 | -20 bis +40 | Benutzerfreundlich, verschiedene Schnittstellenoptionen. Natürliche Kältemittel | Betonhärtung, Frost-Tau-Zyklen, Zementhydratation, luftgehaltstests |
| MAGIO MS 1000FF | -90 bis +100 | Hohe Pumpenleistung, intuitives Touch-Display, Tiefsttemperaturfähigkeit. Natürliche Kältemittel | Frost-Tau-Zyklen, Isolationsprüfung |
| DYNEO DD Serie | -50 bis +200 | Energieeffizient, flexibler Einsatz mit natürlichen Kältemitteln | Thermische Ausdehnungstests |
| PRESTO W50 | Bis zu +250 | Schnelle Aufheizraten, hochleistungs-Thermostat | Hochtemperatur-Stresstests |
Warum JULABO wählen?
- Präzision über den gesamten Bereich:
JULABO-Thermostate bieten eine Temperaturstabilität von ±0,01 °C und gewährleisten wiederholbare Ergebnisse bei anspruchsvollen F&E-Anwendungen. - Vielseitigkeit:
Modelle wie die MAGIO- und DYNEO-Serie decken ein breites Temperaturspektrum ab (-90 °C bis +250 °C) und eignen sich damit für diverse Baustoffprüfungen. - Haltbarkeit und Effizienz:
Bauweise mit robusten Komponenten wie Edelstahltanks und energieeffizienten Systemen für einen langfristigen, nachhaltigen Einsatz. - Flexible Kältemitteloptionen:
Wählen Sie aus natürlichen oder synthetischen Kältemitteln, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind.
Durch die Integration von JULABO Temperiersystemen in Forschungs- und Entwicklungsabläufe im Bauwesen können Ingenieure reale Bedingungen präzise simulieren und so Innovationen im Straßen- und Brückenbau sowie bei nachhaltigen Wohnprojekten beschleunigen.
Diese fortschrittlichen Werkzeuge ermöglichen es Forschern, stärkere und haltbarere Materialien zu entwickeln, die den Anforderungen moderner Infrastrukturen gerecht werden.
[1] Eine Alternative zu diesem Verfahren ist nicht-hydraulischer Zement, der ohne Wasser bindet. Er nutzt CO₂ aus der Luft zum Aushärten. Dieser Artikel konzentriert sich auf das Hauptverfahren mit hydraulischem Zement.